Чиста вода в природі не існує. Навіть у штучному середовищі чистота води не залишається надовго після відкриття пляшки. Вода розчиняє більше речовин, ніж будь-яка інша відома рідина. Насправді більшість людей вважають, що «чиста» вода на смак дивна. Життя залежить від здатності води розчиняти багато речовин, а розчинені у воді хімічні речовини визначають деякі критичні фізичні умови екосистем. Двома важливими та взаємопов’язаними умовами, пов’язаними з водою, є кислотність та лужність.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Використовуйте це рівняння для розрахунку лужності в перерахунку на CaCO3: Alk (мг / л CaCO3) = Алк (мекв / л) x (1 ммоль CaCO3÷ 2 мекв) x (100,087 мг CaCO3÷ 1 ммоль CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vs. Використовувані змінні - це об’єм кислоти (B), що використовується при титруванні, концентрація кислоти (Cа), об’єм води у зразку (Vs) та коригуючий коефіцієнт (CF), якщо це необхідно.
Значення лужності
Лужність визначає, як вода протистоїть змінам рН, зокрема стійкості до кислотності. Вища лужність означає вищу стійкість до змін рН. Зміни рН можуть бути руйнівними для екосистеми. Багатьом рослинам і водним тваринам для виживання потрібен дуже вузький діапазон рН. Ще менш чутливі до рН тварини страждають, якщо зміни рН впливають на харчовий ланцюг. На додаток до природної екосистеми, лужність впливає на системи стічних вод та придатність води для зрошення. Лужність, яку також називають жорсткістю води, впливає на системи водопостачання вдома, будуючи мінеральні відкладення в трубах і сковородах, а також збільшуючи кількість мила, яке люди використовують, затримуючи піну.
Одиниці лужності
Лужність вимірює кількість кальцію, магнію та інших іонів, що пом’якшують кислоту. Про лужність можна повідомляти з точки зору карбонату кальцію, CaCO3. Лужність зазвичай вимірюють і повідомляють у перерахунку на мільйонні частини (проміле) або зерна на галон.
Підготовка до тестування
Рекомендований метод визначення лужності використовує титрування точки перегину (ІТТ) розчином сірчаної кислоти. Навіть використовуючи комерційно доступний розчин сірчаної кислоти 0,01639N, обов’язково протестуйте розчин за стандартом карбонату натрію. Можуть використовуватися різні концентрації кислот, особливо з нижчою лужністю, але кислоту потрібно порівнювати зі стандартом.
Зразки води повинні відповідати умовам навколишнього середовища, тому вплив сонячного світла, пилу, дощу чи інших забруднень може змінити результати випробувань. З часом зміни температури також можуть вплинути на якість зразків, тому зразки слід зберігати при температурі вихідного середовища. Для тестів на лужність фільтруйте зразки води через мембрану 0,45 мкм, де одиниця мкм означає мікрометр або мікрон. Мікрометр дорівнює 10-6 метр або одна мільйонна частина метра.
У більшості тестів використовується зразок п’ятдесят мілілітрів (50 мл) у склянці 100 мл, але для зразків з низькою лужністю може бути використаний більший зразок 100 мл.
Тестова апаратура та методологія
Переважний метод тестування використовує скляну бюрету, але також може бути використаний цифровий титратор. Переконайтеся, що бюрет чистий і сухий, щоб розчин кислоти не розбавлявся.
Використовуйте стандартну методологію титрування з особливою обережністю, дотримуючись значень pH 8,3 та pH 4,5. Для виявлення лужності за вмістом карбонату кальцію будьте особливо обережні, оскільки рН зразка наближається до рН 4,5.
Розрахунок лужності
Формула для розрахунку лужності знаходить відношення кислоти до точки еквівалентності бікарбонату. Перше рівняння показує лужність в міліеквівалентах на літр.
Використовуйте цю формулу, щоб знайти лужність:
Alk (мекв / л) = [B (мл) xCа(мекв / мл) xCF] ÷ [Vs(мл) x (1L ÷ 1000мл)] = (1000xBxCаxCF) ÷ Vs
Наступне рівняння поєднує рівняння лужності з коефіцієнтом перерахунку для розрахунку лужності в CaCO3:
Alk (мг / л CaCO3) = Алк (мекв / л) x (1 ммоль CaCO3÷ 2 мекв) x (100,087 мг CaCO3÷ 1 ммоль CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vs.
Розрахунок лужності вимагає знання:
Алк означає лужність
В: Об’єм кислоти, використаної для титрування від вихідного рН до точки еквівалентності (близько рН 4,5) в мілілітрах.
C.а: Концентрація сірчаної кислоти, виражена як нормальність N або у міліеквівалентах на мілілітр (мекв / мл).
Vs: Обсяг зразка в мілілітрах.
МВ: Корекційний коефіцієнт, якщо це необхідно. Корекційний коефіцієнт для картриджів цифрового титратора Hach дорівнює 1,01; всі інші методи титрування мають коефіцієнт корекції 1,0.
Припустимо, що об’єм використаної кислоти (B) дорівнює 12 мілілітрам кислоти, концентрація кислоти (Cа) дорівнює 0,01639 мекв / мл, а об'єм проби води (Vs) дорівнює 50 мл води. Якщо титрування проводиться за допомогою стандартної бюретки, поправочний коефіцієнт (КФ) дорівнює 1,0. Для розрахунку лужності вставте ці значення у перше рівняння. Розрахунок стає:
Alk = (1000xBxCаxCF) ÷ Vs або Alk (мекв / л) = [1000x12mLx0,01639 (мекв / мл) x1,0] ÷ 50mL.
Розчинення лужності дає: Alk (мекв / л) = 3,9 мекв / мл.
Для розрахунку лужності у вигляді карбонату кальцію використовуйте цю формулу для розрахунку лужності в концентрації карбонату кальцію (CaCO3). Вставте значення у формулу, щоб визначити лужність як CaCO3:
Alk (мг / л у вигляді CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vs.
Вставивши приклади значень, рівняння стає:
Алк (мг / л у вигляді CaCO3) = [50044x12mLx0.01639meq / mLx1.0] ÷ 50mL. Вирішуючи рівняння, виходить Alk (мг / л у вигляді CaCO3) = 196,8 мг / л.
Інтерпретація результатів
Міліграми на літр (мг / л) дорівнюють частинам на мільйон (проміле). Лужність також відома як жорсткість води. Загалом вода з твердістю менше 17,0 проміле вважається м'якою водою. Вода з жорсткістю понад 180 проміле вважається дуже жорсткою водою. У цьому прикладі зразок води має дуже високу лужність.